改性膨胀蛭石及其制备方法和应用、盐碱土改良方法与流程

本发明涉及盐碱土改良，具体涉及一种改性膨胀蛭石及其制备方法和应用、盐碱土改良方法。

背景技术：

1、盐碱土是指水溶性盐分含量过多，对作物产生毒害作用，导致作物生长不良的土壤。其特性包括含盐量高、透水性、通气性差和营养缺乏。

2、当前，盐碱土的主要改良方法可以分为物理改良、化学改良与生物改良三类。物理改良主要有暗管排水、平整土地、抬高地形、灌溉排盐等方法。该方法工程量相对较大，成本较高，且不适用淡水资源缺乏，资金不足地区。化学改良则是指在土壤中施用化学改良剂以降低土壤盐分含量，改善土壤理化性质的方法。一般的化学改良不能改善土壤的物理性质，存在效果单一、持续时间短的缺点。同时，如果应用不得当，还可能会造成二次污染。生物改良需要通过引种、筛选和种植耐盐作物来改善土壤物理、化学性质以及土壤小气候，带走土壤中的部分盐分。生物改良措施效果稳定，但见效慢，周期长，时间成本高。

3、蛭石通常是由黑云母或金云母蚀变、风化而来，为含镁、铁质铝硅酸盐的次生变质矿物。蛭石片层往往带负电荷，为了保证电荷平衡，需要吸附外部的ca2+、na+、mg2+、k+、h+、li+等阳离子来补偿，所吸附的阳离子位于蛭石矿物的层间，无固定的晶格位置，具有强的水化能力，与片层之间的结合力较弱，它们脱附时所需要的能量也较低，容易与外界阳离子发生交换。由于它的特殊结构，蛭石具有膨胀性、阳离子交换性、吸附性、化学性质稳定等独特特性，可以改善土壤结构，增加透气性和含水性，向作物提供自身含有的k、mg、ca、fe以及微量的mn、cu、zn等元素。在农业领域可被用作营养释放剂、土壤调节剂、化肥及杀虫剂载体及溶液培养作物的基床。

4、层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides，ldhs)也叫水滑石类化合物，是一类典型的层状矿物。水滑石(ldhs)具有可调变的特性，包括层板金属元素比例及种类可调变，层间阴离子可调，层板厚度及粒径可调等。同时，其超低的ksp、较高的晶格能和多重相互作用力可以将污染物长效稳定的矿化进入水滑石结构中，在污染修复领域具有极高的应用潜力。

5、目前，蛭石、水滑石分别在园艺、污染修复领域展现了巨大的应用潜力，但还尚未有将二者应用于盐碱土改良领域的研究。因此，利用蛭石与水滑石的特性以及超稳矿化和邻位电荷制约效应可发展一种高效、低成本、无污染的盐碱土改良方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有盐碱土改良技术的缺陷与不足，提供一种改性膨胀蛭石及其制备方法和应用、盐碱土改良方法。本发明通过向盐碱土中添加改性膨胀蛭石实现对盐碱土的改良处理，巧妙利用了水滑石的合成条件以及蛭石在农业领域的优势特性，将二者配合使用，完成对盐碱土的改良。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种改性膨胀蛭石，其中，所述改性膨胀蛭石为二价金属离子和三价金属离子插层的膨胀蛭石。

3、本发明第二方面提供一种根据第一方面所述的改性膨胀蛭石的制备方法，所述方法包括：将膨胀蛭石分散入含有二价金属盐和三价金属盐的混合溶液中，经搅拌、抽滤、干燥得到改性膨胀蛭石。

4、本发明第三方面提供一种根据第一方面所述的改性膨胀蛭石或第二方面制备得到的改性膨胀蛭石作为土壤改良剂在盐碱土改良中的应用。

5、本发明第四方面提供一种利用第一方面所述的改性膨胀蛭石或第二方面所述的方法制备得到的改性膨胀蛭石对盐碱土进行改良的方法，所述方法包括：向待改良盐碱土中加入改性膨胀蛭石，翻动土壤并进行灌溉。

6、通过上述技术方案，本发明所取得的有益技术效果如下：

7、(1)本发明中使用的蛭石来源广泛，价格便宜，可以改良土壤结构，增加土壤含水性与透气性，释放农作物所需的微量元素，作为营养释放剂、土壤调节剂等进行土壤改良和作物栽培；

8、(2)本发明利用金属盐溶液对膨胀蛭石进行改性，使金属离子进入膨胀蛭石层间，提高其二价、三价金属离子释放量，增加比表面积；

9、(3)本发明将改性后的膨胀蛭石用作盐碱土改良剂施加入土壤中，翻动均匀，灌溉后便可以实现对盐碱土的改良，提高改良效率；

10、(4)本发明利用水滑石的超稳矿化特性与邻位电荷制约效应可以实现对盐、碱的长效稳定矿化，从根本上完成对盐碱土的改良。

技术特征：

1.一种改性膨胀蛭石，其特征在于，所述改性膨胀蛭石为二价金属离子和三价金属离子插层的膨胀蛭石。

2.根据权利要求1所述的改性膨胀蛭石，其中，所述二价金属离子为ca2+和/或mg2+；

3.根据权利要求1或2所述的改性膨胀蛭石，其中，所述二价金属离子和三价金属离子的摩尔比为1-10:1，优选为2:1。

4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的改性膨胀蛭石的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将膨胀蛭石分散入含有二价金属盐和三价金属盐的混合溶液中，经搅拌、抽滤、干燥得到改性膨胀蛭石。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述二价金属盐选自mgso4、mg(no3)2、mgcl2、caso4、ca(no3)2和cacl2中的至少一种；

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述搅拌的时间为6-12h；

7.根据权利要求1-3中任一项所述的改性膨胀蛭石或权利要求4-6中任一项所述的方法制备得到的改性膨胀蛭石作为土壤改良剂在盐碱土改良中的应用。

8.一种利用权利要求1-3中任一项所述的改性膨胀蛭石或权利要求4-6中任一项所述的方法制备得到的改性膨胀蛭石对盐碱土进行改良的方法，其特征在于，所述方法包括：向待改良盐碱土中加入改性膨胀蛭石，翻动土壤并进行灌溉。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述改性膨胀蛭石的加入量通过以下步骤确定：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，步骤(3)中搅拌的时间为20-30h，优选为24h；

技术总结本发明涉及盐碱土改良技术领域，公开了一种改性膨胀蛭石及其制备方法和应用、盐碱土改良方法。所述改性膨胀蛭石为二价金属离子和三价金属离子插层的膨胀蛭石。所述改性膨胀蛭石的制备方法包括：将膨胀蛭石分散入含有二价金属盐和三价金属盐的混合溶液中，经搅拌、抽滤、干燥得到改性膨胀蛭石。本发明还涉及改性膨胀蛭石作为土壤改良剂在盐碱土改良中的应用以及对盐碱土进行改良的方法。本发明将改性后的膨胀蛭石用作盐碱土改良剂施加入土壤中，翻动均匀，灌溉后便可以实现对盐碱土的改良，提高改良效率。本发明利用水滑石的超稳矿化特性与邻位电荷制约效应可以实现对盐、碱的长效稳定矿化，从根本上完成对盐碱土的改良。技术研发人员：宋宇飞,柴瑞发,安赛,陈伟受保护的技术使用者：衢州资源化工创新研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/20